【源码】基于McPAT的多核处理器能耗与性能建模工具

项目简介

McPAT（Multi - Core Power, Area, and Timing）是一个专注于多核处理器能耗、面积和时序建模的集成框架。其目标是为架构研究提供灵活、可扩展的工具，助力研究人员在设计时综合考量能耗、面积和时序的平衡。该工具支持多种处理器组件建模，还具备多层次自动优化功能，方便用户开展处理器架构的能耗分析与优化。

项目的主要特性和功能

1. 综合建模：在设计过程中同时考虑处理器的能耗、面积和时序，提供完整的能耗包络。
2. 多核建模：支持不同核心、非核心和系统（I/O）组件的建模，可跨技术栈进行整体建模。
3. 灵活可扩展：提供预配置的微架构配置，支持用户自定义参数，有多层次的自动优化功能。
4. 分层框架：支持独立TDP建模和与性能模拟器的配对使用，适用于粗粒度和细粒度研究。
5. 能耗管理：支持动态电压调节（DVS）和电源门控（Power - Gating）等能耗管理技术。

安装使用步骤

假设用户已经下载了本项目的源码文件。

1. 运行McPAT

• 用inorder.xml或OOO.xml文件定义目标处理器的配置。
• 运行McPAT二进制文件： bash ./mcpat -infile <*.xml> -print_level <level of detailed output> 使用-h或--help选项可查看快速帮助信息。

2. 优化设置

McPAT会尽力满足目标时钟频率要求，若无法找到有效解决方案，会给出警告并提供最接近时序约束的方案。使用-opt_for_clk选项可开启或关闭时序约束的严格优化，关闭时，优先优化ED^2P而不考虑目标时钟频率。

3. 输出结果

McPAT的输出结果分层展示，增加-print_level可显示更详细的组件内部结果，每个组件的主要部分及其相关的流水线寄存器和控制逻辑的面积/功耗会被汇总。

4. 使用XML接口

• 在*.xml文件中设置目标设计的参数，McPAT有详细的参数设置。
• 可通过性能模拟器捕获详细统计信息传递给McPAT，或仅传递部分统计信息，McPAT会根据配置推断完整统计信息。
• XML文件从处理器级别到微架构级别分层，支持异构和同构多核处理器的建模。

5. 集成到性能模拟器

McPAT工作流程分初始化阶段和计算阶段。初始化阶段需用户指定静态配置，计算阶段用于生成运行时功耗数据。用户可让模拟器直接调用计算阶段，模拟开始时仅调用一次初始化阶段以减少开销。

6. 示例输入文件

项目提供多个示例XML文件，如Niagara1.xml、Niagara2.xml、Alpha21364.xml、Xeon.xml和ARM_A9_2GHz.xml，用于验证目标处理器。

7. 能耗管理技术建模

McPAT支持动态电压调节（DVS）和电源门控（Power - Gating），用户可自定义电压供应。

下载地址

点击下载 【提取码: 4003】【解压密码: www.makuang.net】